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Model Predictive Control based Coordinated Control for Free-Flying Space Manipulator Systems

Kötting, Peter Maximilian (2024) Model Predictive Control based Coordinated Control for Free-Flying Space Manipulator Systems. Elsevier. IFAC Conference on Nonlinear Model Predictive Control - 8th NMPC 2024™, 2024-08-21 - 2024-08-24, Kyoto, Japan. doi: 10.1016/j.ifacol.2024.09.021.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896324014009?via%3Dihub

Kurzfassung

Space Manipulator Systems (SMS) used in On-Orbit Servicing (OOS) missions are over-actuated, and safety critical systems that perform complex tasks in space. We propose a coordinated control for a free-flying SMS, which is based on a cascaded output tracking nonlinear model predictive control, to simultaneously control the spacecraft-base and manipulator of the SMS. The output tracks a given end-effector pose trajectory, and by using an artificial reference the controller stays feasible even for an unreachable trajectory. Moreover, the systems over-actuation is optimally resolved, such that the base of the SMS can be utilized to generate an unrestricted workspace for robotic operations. Throughout the entire mission, critical constraints related to system and safety, including collision avoidance, field of view of sensor devices, joint limitations, and actuator saturations, are integrated as hard constraints. Simulations of the most challenging mission phases, such as the approach and detumbling of a target spacecraft, as well as an escape maneuver verify the performance, reliability, and flexibility of our coordinated control concept.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207314/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Poster)
Titel:Model Predictive Control based Coordinated Control for Free-Flying Space Manipulator Systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kötting, Peter MaximilianPeter.Koetting (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:58
DOI:10.1016/j.ifacol.2024.09.021
Seitenbereich:Seiten 133-138
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:IFAC-PapersOnLine
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Model Predictive Control, Coordinated Control, On-Orbit Servicing, Space Robotics, Redundant Robots, Motion Control
Veranstaltungstitel:IFAC Conference on Nonlinear Model Predictive Control - 8th NMPC 2024™
Veranstaltungsort:Kyoto, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:21 August 2024
Veranstaltungsende:24 August 2024
Veranstalter :International Federation of Automatic Control
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Impulsprojekt Orbitale Nachhaltigkeit [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
Hinterlegt von: Kötting, Peter Maximilian
Hinterlegt am:14 Okt 2024 09:37
Letzte Änderung:14 Okt 2024 09:37

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